64 бит компьютер. Разрядности процессоров и операционных систем

Главная / Бизнес

Windows 7 сыграла огромную роль в увеличении популярности 64-х битных вычислений среди домашних пользователей. Но многие люди до сих пор не знают, что эти 64 бита означают, а многие даже не понимают, что уже работают под 64-х битной ОС. Сегодня мы взглянем на историю 32-х и 64-х битных вычислений и на преимущества и недостатки использования 64-х битной Windows.

Очень краткая история 64-х битных вычислений

До того как начать рассказывать вам интересную историю, давайте обратимся к основам. Что вообще означают эти 64-бита? В контексте рассказов о 32-х и 64-х битных персональных компьютерах, формат ХХ-бит указывает на ширину регистра процессора.

Данный регистр является небольшим хранилищем, использующимся процессором для хранения данных, к которым для оптимальной производительности компьютера ему необходимо иметь быстрый доступ. Число бит свидетельствует о ширине этого регистра, и поэтому 64-х битный регистр может хранить в себе больше данных, чем 32-х битный, который в свою очередь хранит больше данных, чем 16-ти битный или 8-ми битные регистры.

Чем больше регистр процессора системы, тем больше данных он может обрабатывать, особенно в плане использования системной памяти. Так, например, процесор с 32-х битным регистром покрывает 2^32 адресов, и поэтому он ограничен доступом лишь к 4GB оперативной памяти. Возможно, 40 лет назад, когда разрабатывался 32-х битный регистр, такое количество памяти казалось огромным, но для современных компьютеров 4GB является довольно ограниченной величиной.

Несмотря на то, что 64-х битные вычисления, кажется, являются новым творением технологического мира, в действительности они существуют уже десятилетия. Первым компьютером с 64-х битной архитектурой был Cray UNICOS, который еще в 1985 году создал прецедент для 64-х битных суперкомпьютеров (Cray 1 показан в центре на рисунке выше). 64-х битные вычисления оставались привилегией суперкомпьютеров и больших серверов еще в течение почти 15 лет.

Со временем 64-х битные системы пришли и к пользователям, хотя большинство из них об этом не догадывалось. Так, консоли Nintendo 64 и Playstation 2, представленные на рисунке выше, имели 64-х битные процессоры еще за 5 лет до появления компьютерных 64-х битных процессоров пользовательского уровня и соответствующих операционных систем.

Непонимание 64-х бит пользователями в совокупности с плохой поддержкой драйверов отодвинули 64-х битные персональные компьютеры на 2000-ые годы. В 2001 году Microsoft выпустила 64-х битное издание Windows XP, которое, впрочем, из-за чрезвычайно слабой поддержки драйверов и массы других проблем широкого распространения не получило.

В следующий год 64-х битные процессоры в различном масштабе стали поддерживать OS X Panther и некоторые дистрибутивы Linux. При этом Mac OS X не полностью поддерживала 64 бита еще пять лет, вплоть до выпуска OS X Leopard.

Windows поддержала 64 бита в Windows Vista, но опять же широкого распространения не получила. Таким образом, дорога принятия 64-х бит домашними пользователями была наполнена ухабами и ямами. И лишь выпуск Windows 7 смог переломить дело в пользу 64-х битных вычислений, и многие новые компьютеры сейчас поставляются с 64-х битной Windows 7.

Может ли ваш компьютер работать с 64-мя битами?

Существует несколько доступных способов узнать - может ли ваш компьютер работать с 64-мя битами.

Во-первых, вы можете посмотреть на версию установленной у вас Windows - возможно, вы уже используете 64-х битную операционную систему. Для этого в Windows Vista и Windows 7 кликните по Компьютеру (Computer) из меню Пуск (Start) правой кнопкой мыши и в контекстном меню выберите пункт Свойства (Properties). Это приведет вас в меню системных свойств (подобное тому, что представлено на рисунке выше), где в разделе Система (System) вы увидите, какая у вас операционная система – 32-х битная или же 64-х битная.

Под Windows XP вы можете использовать схожий метод определения битности вашей ОС. Хотя, шансы, что вы используете Windows XP х64 довольно малы. Самый важный шаг, который вы можете предпринять под XP (или под 32-х битными Windows Vista/7) – это протестировать свой процессор и узнать, можете ли вы проапгредиться на 64-х битную Windows.

Для этого вам необходимо скачать бесплатную утилиту SecurAble от Стива Гибсона (Steve Gibson). Данная утилита, представленная на рисунке выше, проверяет процессор по трем различным параметрам.

Во-первых, она проверяет, является ли процессор 64-х битным. Во-вторых, она проверяет поддержку им D.E.P. (технологии безопасности, разработанной для защиты машин от атак переполнения буфера). И, наконец, в-третьих, программа проверяет наличие поддержки виртуальной машины XP под Windows 7.

Если вам интересно, то вы можете кликнуть на любой результат в SecurAble, и узнать, что он означает. В случае нашей тестовой машины – ее процессор подходит для 64-х битных вычислений, поддерживает защиту D.E.P. и аппаратную виртуализацию.

Преимущества и недостатки 64-х битных вычислений

Вы уже прочитали небольшую историю по 64-м битным вычислениям, и проверка вашей системы показала, что вы можете использовать Windows 7 х64. Что теперь? Давайте рассмотрим плюсы и минусы перехода на 64-х битную операционную систему.

Чего вам стоит ждать от перехода на 64 бита? Вот некоторые преимущества перехода на 64-х битную систему.

Вы можете использовать значительно больше оперативной памяти (RAM).

Насколько больше? 32-х битные версии Windows (и также других ОС) ограничены 4096MB (или 4GB) оперативной памяти. В тоже время 64-битные ОС теоретически способны поддерживать около 17 миллиардов гигабайт оперативной памяти (благодаря расширенному системному регистру, о котором мы говорили ранее).

В действительности операционная система Windows 7 64-bit Home edition ограничена (не из-за физических ограничений, а из-за вопросов лицензирования) на 16GB оперативной памяти. В тоже время Windows 7 х64 Professional и Windows 7 х64 Ultimate поддерживает до 192GB памяти.

Вы увидите возросшую эффективность.

Вы сможете не только установить в свою систему больше оперативной памяти, но и также увидите более эффективное ее использование. Природа 64-битной адресной системы в совокупности с выделением памяти 64-битной Windows позволят вам заметить, что меньше памяти используется вторичными системами (вроде видеокарты). И хотя вы, вероятно, можете лишь удвоить объем вашей оперативной памяти, вам будет казаться, что памяти стало намного больше (что связано с повышенной эффективностью работы с памятью вашей системы).

Ваш компьютер сможет выделять процессам больше виртуальной памяти.

32-х битная архитектура Windows не позволяет выделять приложению более 2GB памяти. Однако, современные игры, приложения фото- и видеоредактирования и другие прожорливые задачи, вроде виртуальных машин, хотели бы иметь в своем распоряжении гораздо больший объем памяти.

И под 64-х битной системой они могут его получить – такие системы позволяют выделять до 8TB виртуальной памяти. Этого более чем достаточно даже для сумасшедших сессий Photoshop или игры в Crysis.

Помимо более эффективного использования памяти и больших объемов ее выделения, приложения, оптимизированные под 64-х битные операционные системы, вроде Photoshop и Virtualbox, чрезвычайно быстры, и используют все преимущества “просторного” процессора и предоставленной им памяти.

Вы будете наслаждаться расширенными возможностями безопасности.

Windows х64 с современным 64-х битным процессором предоставляют пользователям дополнительную защиту, которая не доступна для пользователей 32-х бит. В такую защиту входит вышеупомянутый аппаратный D.E.P., как и технология Kernel Patch Protection, которая защищает вас от эксплоитов ядра, и драйвера устройств должны иметь цифровую подпись, что уменьшает число инцидентов с драйверными инфекциями.

Звучит отлично, не так ли? А как на счет недостатков? К счастью список недостатков перехода на 64-х битную операционную систему не очень велик. А, кроме того, со временем он сокращается. И все-таки некоторые недостатки пока остаются.

Вы можете не найти 64-х битных драйверов для старых, но все-таки важных устройств вашей системы.

Этот недостаток является очень серьезным. К счастью, производители оборудования продолжают увеличивать поддержку 64-х битных операционных систем (если ваше оборудование выпущено в последние год-два, то проблем у вас будет не много).

К несчастью же, поиск драйверов для старых устройств может оказаться для вас тяжелой, неразрешимой задачей. У вас есть любимый сканер 2003-го года выпуска? Он вам очень нравится? Это плохо. Ведь вам, вероятно, не удастся найти для него 64-х битный драйвер. Ведь производители оборудования скорее поддержат новые продукты (и будут советовать покупать их), чем станут поддерживать старые.

Для небольших устройств, которые можно легко заменить или которые все равно требовали апгрейда, отсутствие драйверов не станет для вас большой проблемой. Однако, для критического и дорого оборудования – проблема будет большой. Поэтому вам придется самим решать, стоит ли переход на 64-бита потраченных на него средств.

Ваша материнская плата не поддерживает более 4GB оперативной памяти.

Материнские платы, поддерживающие ранние 64-х битные процессоры и не поддерживающие более 4GB оперативной памяти являются редкостью. Однако, если это ваш случай, то с переходом на 64-х битную ОС вы не получите самого уважаемого преимущества такой ОС: доступа к большей памяти. С другой стороны, одновременно с апгрейдом ОС, вы можете проапгрейдить и свою материнскую плату.

Вы используете старые программы.

Некоторые программы плохо переживают переход на 64 бита. В отличие от предыдущих версий Windows, Windows 7 х64 не поддерживает 16-ти битные приложения. И если по какой-то причине вы используете действительно старое приложение, то с переходом на 64 бита вам придется либо виртуализировать его, либо совсем отказаться от апгрейда.

Кроме того, следует понимать, что если даже приложение является 64-х битным, плагины и расширения для него могут таковыми не являться. Такие проблемы часто возникают с Photoshop и Firefox. Основное приложение доступно в 64-х битном варианте, но важные плагины – нет.

И еще, до того как уйти от недостатков перехода на 64 бита, я хочу описать свой собственный случай. Вот уже почти два года я использую Windows 7 х64, и за все это время я наткнулся лишь на одну проблему, связанную с тем, что операционная система у меня 64-х битная.

Все работало хорошо и гладко, я наслаждался 8GB оперативной памяти, без проблем работал с дюжиной виртуальных машин и, в общем и целом, был чрезвычайно доволен. Единственной же проблемой, с которой я столкнулся – был мой сканер Canon из начала 2000-х годов, и мои попытки заставить его работать.

Canon просто провалился в выпуске 64-битных драйверов, и все мои уловки не смогли привести сканер в рабочее состояние. В конце концов, я купил себе другой сканер. В целом, это был весьма слабый недостаток, и, учитывая как нечасто я использую сканер, возможно, что я до сих пор бы не знал, что он вообще не работает.

Таким образом, 64-х битные вычисления стали доступными, простыми в использовании и почти не доставляющими проблем.

Windows от компании Microsoft поставляется во многих вариантах с едва заметными отличиями. Они видны лишь в тот момент, когда нам нужно выбирать между 32-разрядной или 64-разрядной системой. Когда дело доходит до выбора соответствующей версии, недостаток знаний об этих типах ОС приводит нас в недоумение.

Microsoft начала выпускать 64-битные системы вскоре после запуска любимой многими Windows XP. Она имела самый продолжительный срок службы - около 14 лет.

Историческая справка подтверждает тот факт, что самой первой реализацией 64-битных систем была UNICOS - Unix-подобная система, созданная в 1985 году суперкомпьютером Cray Inc. Сегодня многие ОС - Mac OS X, Windows, Solaris и свеженькая Android от Google - созданы на основе 64-битной версии.

32-х и 64-разрядные операционки поддерживают определенный тип архитектуры процессора и названы так соответственно. 32-разрядная ОС использует ресурсы, поддерживаемые 32-разрядным процессором (например, Intel x86). То же самое относится к 64-разрядной системе.

Что означает «бит»? Самая маленькая часть данных известна как бит или двоичный код. Именно его понимает компьютер, поэтому каждый бит может иметь только одно значение - 0 или 1. Устройство хранит данные в виде наборов таких битов, называемых байтами. 8 бит составляют один байт или октет.

Кое-что о 32-х и 64-битных процессорах

Процессор или ЦП содержит регистры и логические схемы. Он также называется мозгом компьютера. Размер регистра процессора — 32-бит в 32-битном ЦП и аналогичный в 64-битном:

количество значений, которое ЦП хранит в регистрах, равно 2 32. Эти значения используются для сопоставления адреса ячеек памяти, присутствующих в физической памяти. Итак, 2 32 = 4 гигабайта - это объем оперативки, к которой может получить доступ 32-битный процессор;
64-битный регистр хранит значения 2 64. Они соответствуют 16 ЕБ (ексабайтам) ОП. В сравнении с 4 ГБ памяти это намного больше.

Более того, 32-разрядный процессор может обрабатывать 4 байта данных за один цикл, поскольку 8 бит равны 1 байту. Таким образом, если размер обрабатываемых данных превышает 4 байта, для перехода к оставшимся данным ЦП должен начать другой цикл.

В случае 64-битной версии все данные, если их меньше 8 байт, могут обрабатываться за один раз. Даже если их больше, процесс обработки не займет много времени. Вы не увидите особой разницы при повседневном использовании устройства, только если привыкли запускать несколько крупных приложений одновременно.

В настоящее время 32-разрядные процессоры почти устарели. Даже 10 или 12-летний компьютер на 64-битной архитектуре работал бы лучше. Такой процессор имеет больше ядер, что ускоряет его вычислительную мощность без увеличения размера аппаратного обеспечения.

Отличия 64-битной от 32-битной Windows

Теперь вы знаете, что 64-разрядные ОС предназначены для поддержки большего объема оперативной памяти, поэтому 32-разрядные им в этом значительно уступают. Тяжелые приложения, такие как программы для редактирования изображений, AutoCAD и игры, будут намного лучше работать на компьютере с 16 ексабайтами ОП, по крайней мере теоретически. Предел физической памяти, доступ к которой может получить система, также зависит от разновидности материнской платы и ее функциональных ограничений. На самом деле, вам не нужны сотни гигов ОЗУ, чтобы играть в игры.

В сравнении с 32-разрядной Windows, для которой требуется 1 ГБ оперативной памяти, минимальный объем ОП, необходимый для 64-разрядной версии, составляет 2 ГБ. Это очевидно, поскольку для поддержки большего числа регистров требуется соответствующая память.

Компьютер должен иметь ОП не менее 4 ГБ, если вы хотите, чтобы на нем работала 64-битная Windows. Домашняя версия десятки поддерживает память до 128 ГБ, в то время как Pro - до 2048 ГБ! Таким образом, вы можете увеличить виртуальную память до максимума. Пользователям Windows 10 корпорация Microsoft рекомендует не менее 8 ГБ оперативной памяти.

Существует еще одна причина, объясняющая широкое внедрение 64-битной ОС: сегодня намного сложнее отображать файлы в физической памяти. Это связано с тем, что их средний размер с каждым разом увеличивается и обычно составляет более 4 гигабайт.

На заметку! Единственное, что вам нужно иметь в виду, так это то, что , при этом не ждите чудес. Чтобы в полной мере насладиться мощью 64-разрядного вычислителя вам необходимо установить соответствующую версию Windows. Кроме того, используемые драйверы и приложения также должны поддерживать новую архитектуру.

Windows для 64-разрядного процессора имеет функцию Kernel Patch Protection, которая блокирует неподдерживаемые изменения в ядре, а также предотвращает обработку данных на аппаратном уровне. Для всех драйверов является обязательной цифровая подпись. Так система блокирует установку модифицированных версий, которые могут быть использованы для встраивания вредоносных программ.

Многие устаревшие приложения и драйверы могут не работать на 64-битной Windows. Чтобы решить эту проблему, некоторые разработчики и компании выпустили новые версии своих продуктов с улучшенной совместимостью.

Mozilla реализовала 64-разрядную версию браузера Firefox еще в декабре 2015 года. Частота внедрения более производительной Windows значительно увеличилась за последнее десятилетие.

Как проверить, является ли моя ОС 32-х или 64-битной?

Вы легко можете это узнать.

На заметку! В заключение этого раздела мы рекомендуем перейти на , поскольку вам нужно учитывать будущие проблемные ситуации. На данный момент, почти каждый компьютер поставляется с 64-битным процессором. Таким образом, вы уже можете использовать его мощь.

Если на 64-разрядном устройстве установлена 32-разрядная операционная система, значит, вы тратите впустую вычислительные ресурсы, за которые заплатили. Что касается доступности программ и приложений, то их число с каждым днем увеличивается.

Преимущества и недостатки

Преимущества 64-битных систем:

возможность использовать больше оперативной памяти;
улучшенная эффективность. Когда установлена дополнительная ОП, 32-разрядные системы не могут ею воспользоваться из-за ограничений адресуемого пространства. Но 64-битные системы на это способны, что часто приводит к значительному повышению производительности компьютера;
больше виртуальной памяти. 64-разрядная архитектура Windows теоретически может предложить 8 ТБ виртуальной памяти для одного приложения. 32-разрядная ограничена 2 ГБ. Современные программы, особенно игры, видео и редакторы фотографий, требуют больше ОП. Благодаря более эффективному распределению памяти при наличии 64-разрядного процессора, оптимизированные под эту архитектуру приложения могут использовать новое пространство в полной мере;
дополнительные функции безопасности. 64-битная версия обеспечивает дополнительную безопасность в виде аппаратного обеспечения D.E.P, функции защиты ядра и улучшенных драйверов.

Важно учитывать недостатки, к которым относятся следующие:

возможная несовместимость драйверов. Несмотря на то, что 64-разрядная ОС поддерживает все больше программ, для тех, кто все еще использует старые, надежные и часто функциональные аппаратные средства, переезд на новую архитектуру может оказаться весьма болезненным. Маловероятно, что 64-разрядные драйверы доступны для более старых систем и оборудования;
некоторые ограничения ОП материнской платы. Чаще всего последняя поддерживает ранние 64-разрядные процессоры, но не предлагает использовать больше 4 ГБ ОП. Вы можете испытать некоторые преимущества 64-битного процессора, хотя и без доступа к большему количеству оперативной памяти. Возможно, пришло время обновить ОС;
проблемы со старыми приложениями. Программное обеспечение, скорее всего, не сделает переход на 64-битную архитектуру. Старые средства, включая 16-разрядные, требуют виртуализации. В противном случае, на их обновление вам понадобится время.

Почему была разработана 64-разрядная архитектура?

Основной причиной развития было удовлетворение постоянно растущих запросов со стороны серверов. Последние обрабатывают сотни запросов одновременно, и используют терабайты баз данных. Серверы также получают доступ к информации практически в случайном порядке, поэтому необходимо сохранить ее в памяти как можно больше.

Почему бы не использовать 64-разрядные процессоры при разработке различных приложений и программ? В дни 16-разрядных архитектур память являлась серьезной проблемой для разработчиков. С появлением 32-битных систем приоритетной стала скорость. В итоге 64-разрядные устройства предложили лучшую производительность. С каждым годом нам нужно все больше памяти для воспроизведения аудио, видео, игр и т. д., поэтому разработка новой архитектуры не за горами.

Запуск 32-разрядных приложений на 64-разрядном компьютере

Если мы посмотрим, что происходит при запуске 32-разрядного приложения на 64-разрядном устройстве, то увидим, что ЦП переключился на так называемый 32-разрядный режим совместимости, в котором он ведет себя как любой 32-разрядный процессор.

Однако, система постоянно скачет между приложениями несколько тысяч раз в секунду. Такое перескакивание называется «расписанием». Каждый раз, когда планировщик переходит с одного приложения на другое, ему также необходимо переключать режим ЦП между разрядностью 64-бит и 32-бит, что неизменно занимает некоторое время. Это дополнительное время кажется незначительным, но все же влияет на работоспособность устройства.

Помимо всего прочего, любое приложение взаимодействует с операционной системой, поскольку ему необходимо использовать некоторые службы. Однако, поскольку ОС 64-разрядная, запрос на взаимодействие сначала необходимо перевести с 32-х в 64-битный режим, а затем запустить в «Диспетчере».

Не бойтесь открывать 32-разрядные приложения на 64-разрядной операционной системе. Если произойдет какое-либо замедление, оно будет минимальным.

Видео — Какой Windows установить 32 или 64 битной и в чем разница

Многие программы для ПК ориентированы на 32-бит или 64-бит как узнать систему, но о том, как узнать разрядность известно не всем пользователям.

Это важные данные, которые необходимо знать при скачивании почти любого софта – от игр до служебных утилит и антивирусов.

Узнать эти данные можно, используя ресурсы компьютера.

Суть понятия

Что такое битность или разрядность ОС? Это важный показатель работы процессора, напрямую связанный с оперативной памятью. Потому, часто, этот показатель является решающим при выборе компьютера или процессора.

Разрядность – это число разрядов, которые одновременно могут обрабатываться и передаваться определенной системой. Соответственно, 32 или 64 разряда (более высокоразрядные ОС в настоящий момент не применяются рядовыми пользователями). При этом данное понятие применимо к различным шинам и системам в процессоре.

Обозначается этот показатель соответствующими символами. Это х32 и х64.

Некоторые пользователи, наверняка, видели у своих ПК нехарактерное обозначение битности х86. Это не означает, что ОС является суперпроизводительной и способна обрабатывать 86 битов одновременно. Это просто обозначение 32-разрядной версии, применяемое в некоторых современных вариантах.

При этом, прямой привязки к версии операционной системы у битности нет. Например, Windows 7 существует как в 32-х, так и в 64-хбитной версии. Тоже самое касается и Vista и других.

Чем выше битность, тем больший объем оперативной памяти может корректно использоваться.

Как узнать показатель?

Зачем вообще может потребоваться выяснять битность? Почти все программы, разрабатываемые в настоящее время, создаются в двух вариантах – для 32 и 64 бит. Это обеспечивает максимально полную функциональность, быстродействие и корректность работы на различных ОС.

При этом некоторые утилиты, рассчитанные на 32 бита могут вовсе не запускаться на 64-х, и наоборот. Потому при скачивании софта этот показатель очень важен. Как же его выяснить?

Windows Vista и выше

На операционках Vista, 7, 8 и 10 узнать эту информацию очень легко. Достаточно просто посмотреть ее в свойствах. При этом доступ к свойствам не слишком сложный и не требует длительного поиска.

Следуйте алгоритму, приведенному ниже:

Если у вас на Рабочем столе присутствует ярлык Мой компьютер, то просто кликните на него правой клавишей мыши;
Если такого ярлыка нет, то нажмите кнопку Пуск и найдите компьютер в списке программ или плитке, и кликните правой клавишей мыши на него оттуда;
В выпавшем окне найдите в конце строку Свойства и нажмите на него;
Откроется окно со всеми данными об ОС;
Там найдите информационный блок Система и в нем строчку Тип системы – именно напротив нее и указана разрядность вашего ПК.

В Виндовс 10 данную вкладку удается найти и иначе. Просто зажмите одновременно клавиши Win+Pause/Break на клавиатуре. После этого соответствующее окно, показанное на картинке выше, сразу же откроется.

Windows XP

В старых выпусках ОС узнать разрядность немного сложнее. Необходимо следовать такому алгоритму:

На Рабочем столе найти ярлык Мой компьютер;
Нажать на него правой клавишей мыши;
В выпавшем меню выбрать пункт Свойства, как в примере выше, и нажать на него;
Откроется небольшое окно со Свойствами системы;
В нем, в верхнем меню перейдите, на вкладку Общие;
Посмотрите на блок с названием Система;
Если там указаны только версия ОС и другие данные, а разрядность явно нигде не указана, значит, она составляет 32 бита, так как по умолчанию на момент разработки ХР в большинстве процессоров присутствовала именно такая;
Если она имеет 64 бита, то это будет явно прописано в блоке Система.

В таблице ниже указано, как именно может быть прописана разрядность в Свойствах, и что это на самом деле означает.

В Windows XP тоже действует способ вызова необходимого окна с помощью горячих клавиш. Он аналогичен тому, что приведен выше (для Виндовс 7, 8, 10). Необходимо зажать Win+Pause/Break.

Перед тем, как сравнивать 32-битную и 64-битную редакции Windows следует понять, что представляют из себя эти редакции, и какого их значение. Сначала расскажем о процессорах. Многие, возможно слышали о существовании 32-битных и 64-битных процессоров. Рассмотрим, что же означают эти биты.

Наверное не стоит говорить о том, что процессор – это достаточно сложное устройство. Он состоит из множества разных блоков, среди которых и кэш-память, и разные уровни, и блоки выбора и декодирования команд, блоки предсказывающие переходы, разные типы вычислительных блоков. В некоторых современных процессорах также имеются контроллеры памяти, контроллер шины PCI-Express и графическое ядро. В этой статье для нас важны вычислительные блоки.

Процессор может иметь разные типы таких блоков. Одни производят вычисления с целыми числами, другие — операции с вещественными числами или числами с плавающей запятой. Кроме того существуют блоки для т.н. сложных инструкций. В качестве примера рассмотрим блоки выполняющие вычисления с целыми числами или ALU. Во время работы эти блоки где-то должны хранить промежуточные данные. Для этих временных хранилищ были созданы регистры. От обычной памяти и кеш памяти их отличают прежде всего минимальные задержки и очень высокая скорость работы. Так вот эти самые регистры и скрывают главное отличие т.н. 32-битных и 64-битных процессоров. Рассмотрим это более подробно.

Так называемые 32-битные процессоры имеют 8 регистров общего назначения, объем которых составляет 32 бита. А 64-битные процессоры имеют в двое больше таких регистров, а объем их составляет 64 бита. Вот это и есть основное различие между 32-битными и 64-битными процессорами. Стоит сказать о том, что почти все современные процессоры являются 64-битными.

А теперь расскажем о том, для чего на практике нужны эти регистры. Если сказать обобщенно, то процессор на 64-бит в нормальном 64-битном режиме сможет работать с 64-битными числами не используя какие-либо ухищрения, как например, разбивку одной сложной операции на две. Кроме того таким образом могут быть объединены 2 простые операции над 32-битными числами в 1 сложную. Тем не менее не каждую операцию можно объединить с другой, но и это не мало.

Важно: производительность можно увеличить лишь работая с 64-битным наборам инструкций х86-64. Также следует сказать о том, что помимо блока вычислений с целыми числами ALU, процессор также имеет блок вычислений чисел с плавающей точкой или FPU. В нем содержатся более объемные 80-битные регистры и используются инструкции х87. Помимо этого процессор имеет другие блоки и регистры. Например, SSE-регистры. Их длина составляет 128 бит.

Мы помним о том, что есть 64-битный режим работы. Но есть и другие. 64-битный процессор имеет поддержку и так называемого режима совместимости, в котором дополнительные восемь регистров выключаются и поведение 64-хбитного процессора становится таким же как 32-битного. Это требуется прежде всего для того, чтобы обеспечить совместимость системного ПО и программ, не умеющих работать с 64-битным процессором. Почему он собственно и назван режимом совместимости.

Для того, чтобы процессор мог нормально работать в 64-битном режиме, потребуется 64-битная ОС и соответствующие драйвера. Если установлена 32-битная ОС, то процессор будет работать в режиме совместимости и вести себя как 32-битный процессор.

Важно: некоторые читатели могут вполне справедливо спросить о том, как 32-битные программы смогут работать в 64-битной ОС. Эту проблему удалось решить вполне логично: система имеет 2 набора системных библиотек для 64-битных и 32-битных приложений.

Но у разрядности регистров есть и более актуальная проблема. Дело в том, что ограничено адресное пространство для памяти. А попросту говоря, процессор способен адресовать лишь 4 Гб адресного пространства. Так ведь ноутбук и имеет 4Гб оперативной памяти, и системе должно быть видно все эти 4Гб. Но помимо оперативной памяти, есть и память видеокарты, буферы разных устройств и BIOS может для этого же видеоядра выделить еще какую-то память. В результате память, которая была доступна пользователю уменьшится 2.5 — 3.5 Гб. И это ограничение не зависит от операционной системы. Перейдем к более детальному рассмотрению этой проблемы.

Тут нет ничего сложного. Регистры хранят как данные, так и указатели адресов. В 32-битном процессоре объем этого регистра составляет 32 бита. Вот откуда появилось это ограничение в 4 Гб или 232 байт.

Подводя итог всего изложенного выше, стоит сказать, что любая 32-битная ОС не может работать используя все 4 Гб ОЗУ по той причине, что большинству системных устройств для работы требуется часть адресного пространства, а оно ограничено 4Гб. Поэтому системе приходится отбирать его у оперативной памяти. Неиспользованная оперативная память может быть использована в качестве временного диска, для этого потребуется утилита RAM Disk.

Важно: для 32-битных ОС создан механизм, позволяющий использовать адресное пространство более 4Гб. Это т.н. PAE (Physical Address Extension), в этом случае ОС может адресовать до 64 Гб памяти. Эту технологию с самого начала разрабатывали для серверных систем. Для того, чтобы она могла нормально работать требуются соответствующие исправленные драйвера. Так как таких рабочих драйверов почти нет, то эта технология даже на серверных ОС по умолчанию отключена. В обычных редакциях ОС Windows она также была отключена по умолчанию. И по той же причине. Сегодня есть специалисты, которые научились ее включать, система может видеть всю оперативную память, которая доступна ей, но происходят ошибки в самых разных местах. А их диагностика не так проста. Поэтому если вы хотите использовать более 3 — 4 Гб ОЗУ, то вам нужно установить 64-битную ОС.

Как можно видеть, в 64-битном режиме работы имеются следующие преимущества и недостатки:

64-битная ОС работает со всем объемом ОЗУ;
Некоторые из операций на 64-битном процессоре могут быть выполнены намного быстрее;
Для 64-битных указателей требуется больше памяти, что делает объем занимаемой приложениями ОЗУ больше.

Как видите, не все так однозначно. Рассмотрим теперь как же это проявляется на практике.

Сравнение производительности 32-bit и 64-bit версий Windows

Сначала расскажем о том какая методика тестирования использовалась.

Измерения были проведены на ноутбуке Asus N61Vn имеющим четырехьядерный процессор Intel Core 2 Quad Q9000, использовалась видеокарта nVidia GeForce GT 240M с 1 Гб выделенной памяти. Важно заметить, что ноутбук имел 4 Гб ОЗУ DDR3-1066. При сравнении были использованы 32- и 64-битные версии Windows Vista SP2 с установленными последними обновлениями. Драйвера имели одинаковые версии, что позволило нивелировать разницу в производительности между различными версиями. По указанным выше причинам 32-битная версия Windows имела приблизительно 3Гб доступной оперативной памяти, а 64-битная редакция — примерно 4 Гб.

Важно также заметить то, что этот тест был проведен на Windows XP и Windows 7 на ноутбуке Acer Timeline 3810T с одноядерным процессором Intel Core 2 Duo SU3500 и 4Гб оперативной памяти, у которого были более ограниченные возможности. Результаты и в этих случаях не изменились и были приблизительно такие же.

Сравнение производительности для удобства мы разделили на 2 части:

1. Сначала мы исследовали производительность обычных 32-битных программ на 32-битной и 64-битной версиях систем;
2. Затем мы измеряли скорости работы 32-битной и 64-битной версий программ на соответствующих редакциях Windows.

Тестирование производительности прикладных 32-битных программ

Цель этого тестирования — определить увеличение производительности при переходе с 32-битной на 64-битную версию системы Windows. Данное исследование является актуальным, так как сегодня у многих игр и программ отсутствуют специальные оптимизированные 64-битные версии. Важно отметить и то, что 32-битная система может работать с 3 Гб памяти, а 64-битная версия — с 4 Гб.

Сравнить производительность помогли следующие приложения:

3DMark03 3.6;
3DMark05 1.3;
3DMark06 1.1;
PCMark05 1.2.

Эти приложения были выбраны, так как они достаточно точно отражают реальную производительность большей части программ и игр. Если бы в данном исследовании были использованы различные прикладные программы, то методика исследования стала бы намного сложней. А процент погрешности измерений был бы увеличен из-за худшего повторения того или иного теста и ограничения точности в средствах измерения.

Приложения были настроены по умолчанию. Разрешение экрана 1024 х768:

Приложения были настроены по умолчанию. Разрешение экрана 1280 х720:

4. Результаты сравнения производительности в PCMark05

В этом тесте были проведены отдельные дополнительные тесты. Ниже представлены результаты каждого.

Виден результат полученный благодаря дополнительному гигабайту ОЗУ у 64-битной системы.

Итоги сравнения производительности обычных приложений

Результаты полученные после проведения данного исследования оказались весьма ожидаемыми. Из-за того, что был использован режим совместимости у 64-битной ОС при работе с обычными 32-битным приложениями производительность оказалась меньше.

В результате этого сравнения производительности также было выявлено, что реальную пользу 4 гигабайта ОЗУ в этом наборе приложений не приносят. Здесь необходимо подчеркнуть, что в действительности для тяжелых приложений, к которым относятся графические редакторы, системы автоматизированного проектирования (CAD) и другие, объем ОЗУ очень важен. В них дополнительные гигабайты ОЗУ действительно полезны.

Сравнение производительности 32- и 64-битных программ

Цель данного исследования — измерить увеличение производительности во время использования оптимизированных 64-битных приложений на 64-битной ОС.

Для сравнения производительности были также использованы программы:

Архиватор 7-Zip версии 4.65;
Тестовый пакет PCMark Vantage.

Здесь он используется как тестовое приложение, так как он имеется и в 32-битной и в 64-битной версиях, он может работать с многоядерными процессорами, он способен достаточно сильно нагружать процессор, в нем имеется набор встроенных средств позволяющих тестировать производительность. Во время тестирования размер словаря насчитывал 32 Мб.

А теперь посмотрим на результаты:

Как можно видеть показатели архиватора 64-битной оптимизированной версии на 64-битной ОС были лучше в сравнении с аналогичной 32-битной версией на 32-битной системе. Этого и следовало ожидать. Оптимизации смогли себя показать.

2. Тестирование при помощи тестового пакета PCMark Vantage

Существует как 32-битная, так и 64-битная версии тестового пакета PCMark Vantage. В этом тестовом пакете имеются разные тесты. Рассмотрим каждый из них.

Как и 7-Zip, в целом 64-битный тестовый пакет PCMark Vantage показал большую производительность чем 32-битный на 32-битной ОС. Здесь важным моментом оказались оптимизации под 64-битные процессоры, и больше объема доступной памяти: 4 Гб у 64-битной системы и 3 у ее 32-битной версии.

Итог сравнения производительности 32-битной версии Windows с 64-битной

Пришло время подвести итог данного теста:

Наибольшее увеличение производительности в 64-битных версиях Windows XP, Vista, 7 наблюдалось в случае, когда были использованы оптимизированные 64-битные версии приложений и игр. Во время работы с обычными приложениями, без оптимизации под 64-битную версию производительность не увеличивается;
Многие программы и игры не смогли показать заметного роста производительности когда был увеличен объем доступной ОЗУ больше 3 Гб. Исключением можно назвать сложные программы, которые позволяют работать с видео, изображениями, системы проектирования и прочие. В дальнейшем этих приложений будет больше. Для таких программ использовать 64-битную систему будет весьма обоснованно.
Некоторые из приложений на 64-битной ОС показали нестабильную работу по разным причинам. Но этих приложений не так много.

В конце хочется отметить то, что вы сами выбираете версию Windows для своих нужд. И если это исследование смогло вам помочь, то мы будем только рады.